基于UCWin/Road仿真的长期不进行驾驶行为对驾驶员车辆横向控制能力影响研究

崔力中

摘要：一般驾驶员长时间不进行驾驶行为会导致驾驶技能下降，尤其是在获得驾照后就不再开车的情况下，所学技能会迅速下降。研究旨在对驾驶员长时间不进行驾驶行为对驾驶技能（即车辆横向控制能力）的影响，特别是针对没有驾驶经验的年轻驾驶员。研究在驾驶模拟器上针对不同实验组进行了一系列实验，涉及有经验驾驶员，新手驾驶员（刚获得驾照的驾驶员），不活跃的驾驶员（获得驾照后不在进行驾驶行为至少三个月）以及没有驾照的受试者。参与者在自由流动条件下驶过一段高速公路，并对驾驶员的车辆横向控制能力进行了监控。结果发现，不活跃的驾驶员的在进行诸如在保持车辆横向位置控制以进行车道变换等驾驶技能方面会退化。

关键词：技能退化;车辆横向控制;仿真模拟

0引言

驾驶车辆是一项复杂的任务，包含许多子任务，例如控制，制导和导航等。驾驶培训旨在培养一个人的基本驾驶技能，并使他熟悉与道路环境有关的驾驶任务，为其在公共道路上驾驶做好准备。道路驾驶使驾驶员进一步熟悉了真实的驾驶条件，并进一步提高了驾驶员的技能。因此驾驶员需要定期的道路驾驶以保持驾驶能力[1]。

道路驾驶可以增强驾驶技能，对于新手驾驶员来说，长期不进行公路驾驶行为可能会导致驾驶技能下降。先前在体育以及军事方面领域的研究表明，减少活动和完全不活动都可能导致基本技能和运动能力下降[2-3]。目前尽管有几项研究指出，在驾驶员培训期间进行道路驾驶有助于进一步提高驾驶能力，但目前尚无关于驾驶不活跃对驾驶能力影响的研究。某些驾驶员在获得驾照后就不再开车，经过一段时间后，所学技能会随着时间的流逝而逐渐退化。在中国，好多年轻人会在大学时期考取驾照，但由于私家车的价格、运营保养成本以及限购政策使其难以获得定期的驾驶活动，这种情况在中国形成了一个独特的不活跃驾驶员群体，这种情况为开展本研究提供了强大的动力和良好的环境。

本研究旨在解决与驾驶不活跃相关的驾驶能力退化问题，特别是针对刚取得驾照没有经验的年轻驾驶员。本研究通过检查驾驶员长时间不进行驾驶行为对驾驶技能（即车辆横向控制能力）的影响，来量化驾驶不活跃对驾驶技能的影响。

1实验设计

研究共招募了100名参与者。基于参与者的驾驶经验以及获取驾照情况进行招募，包括获得驾照以及未取得驾照的。参与者中包括62名驾照持有者（24名女性、38名男性）和38名非驾驶员（22名女性、16名男性），参与者的年龄分布为20至30岁。持有驾照的参与者中，按照驾驶活跃程度，从0个月到72个月成正态分布（均值=9.6，标准差=17.7）。驾照持有者的取得驾照时间范围为0到5年。按照取得驾照的时间以及驾驶活跃程度，将参与者分为四组，其中参与者持有驾驶证时间在两年以上，且一直定期驾驶的为活跃组，共21人;参与者持有驾驶证但最近三个月没有进行驾驶行为为新手组，共20人;参与者持有驾驶证但已经超过三个月没有进行驾驶行为为不活跃组，共21人;参与者未取得驾照的为无驾照组共38人。在没有任何培训的情况下，无驾照组将作为驾驶效果评判的基准。

考虑到在真实的道路环境中驾驶具有风险性、非法性（对于未取得的驾驶证的参与者而言），考虑使用驾驶模拟器进行模拟实验。驾驶模拟器作为驾驶性能评估的平台，它提供了更安全，更可控的驾驶环境。研究使用固定基础的驾驶模拟器进行，具备驾驶员座椅和方向盘等简单驾驶操作系统。该模拟器配备了三个LED面板，位于驾驶员座椅周围，用于显示车辆的驾驶环境。并使用UC-Win / Road进行虚拟道路网络的模型建立。

研究还使用眼动仪在实验运行期间跟踪每个参与者的视线。眼动仪配备有三个摄像头：一个记录每只眼睛的眼睛运动，一个记录前向场景，最后一个记录眼睛注视数据，即注视位置，注视持续时间等。所有数据均使用自带分析软件提取。

实验开始时，实验助理会简单介绍一下实验，然后，参与者坐在模拟器座位上，穿戴眼动仪，并进行校准，校准完成后，将开始驾驶模拟。在进行正式实验之前，需要参与者进行一段适应性驾驶，使其熟悉驾驶模拟系统，为正式实验做准备。实验采用中国驾驶规则，右侧行驶，左侧驾驶。

在正式实验过程中，参与者模拟在高速公路上进行行驶，时速限制为80km/h，测试路段包括直线路段与水平曲线路段。正式实验中要求参与者尽量保持驾驶速度平稳，并且不要超过时速限制，并且保持单一车道行驶，不进行变道。测试环境中交通流为自由流，附近车辆不会妨碍测试车辆。完成实验后参与者需填写一份调查问卷，包括驾驶感受与个人情况。

车辆驾驶数据由UC-Win / Road内置数据记录模块直接记录，主要包括车辆行驶轨迹数据、车道几何位置数据等。使用中心性指数来对车辆在车道中的位置进行量化处理，中心性指数=（2*车辆距右侧车道距离+车辆宽度-车道宽）/车道宽。使用中心指数方差与车道超限趋势两个参数来对全过程车辆横向控制能力进行分析。车道超限趋势=车辆进入相邻车道时间/车辆运行总时间。

2数据分析

通过对车辆数据进行采集分析，得出以下结论：

无驾照组在四组中表现最差。分析发现，无驾照组的中心性指数方差和车道超限趋势值明显高于新手组，表明在经过驾驶训练后，在保持车辆横向控制和保持车辆在单一车道内的驾驶能力更好。

活跃组表现优于新手组，在所有科目组中表现最好。新手组虽然已经接受了必要的驾驶技能培训;然而他们缺乏驾驶经验。活跃的司机不仅接受过驾驶培训，他们也有更多的机会练习和提高技能。因此，他们对车辆的操控有更好的表现。

另外分析结果还表明，不活跃组由于长时间没有进行道路驾驶，驾驶技能已经下降，即使在难度较低的直线路段上，非活动组的表现比最近获得执照的新手组差。与活跃或新手驾驶员相比，非活跃组的参与者倾向于在更大的横向范围内徘徊。这表明不活跃的驾驶员比新手驾驶员的横向位置控制更不稳定，这也反映了他们有更差的转向控制。非活跃组的车道超限趋势值也比新手组更高，表明缺乏将车辆保持在车道内的能力，更易引发交通事故。

3结束语

本文通过实验研究了长期不进行驾驶行为对驾驶员车辆横向控制能力影响。结果表明长期不进行驾驶行为的确会降低驾驶员驾驶能力，特别是在车辆横向控制能力方面，对于长时间不进行驾驶行为的驾驶员需要在进行相关驾驶能力训练才能再次进行车辆驾驶。

参考文献

[1] 华安天宇. 驾驶员安全行车手册[M]. 人民交通出版社， 2006.

[2] García-Pallarés J， Carrasco L， Díaz A， et al. Post-season detraining effects on physiological and performance parameters in top-level kayakers： comparison of two recovery strategies[J]. Journal of sports science & medicine， 2009， 8（4）： 622.

[3] Ammons R B， Farr R G， Bloch E， et al. Long-term retention of perceptual-motor skills[J]. Journal of experimental psychology， 1958， 55（4）： 318.

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